从比热商到麦克斯韦妖

作为气体分子运动论和电磁理论的主要奠基人,一百多年来,麦克斯韦的名字一直脍炙人口。人们尊敬这位伟大的物理学家,不仅因为他建立了电磁理论,并且真正从科学上闯开了通往微观世界的大门,使人类第一次找到了联系宏观世界和微观世界的纽     

指纹中的数学

生命世界到处充满着对称、简约、有序和统一的现象,这些现象是典型的生物秩序的表现形式.这一切都源于从微观世界到宏观世界普遍存在的物理量的守恒定律.从守恒定律出发,人们科学地认识到,生命世界存在着严格的秩序,而且生命秩序可用数学以定量的方式来描述与分析.     

指纹中的数字

生命世界到处充满着对称、简约、有序和统一的现象，这些现象是典型的生物秩序的表现形式。这一切都源于从微观世界到宏观世界普遍存在的物理量的守恒定律。从守恒定律出发，人们科学地认识到，生命世界存在着严格的秩序，而且生命秩序可用数学以定量的方式来描述与分析。     

太阳下是故乡

漫无边际的宏观世界与微观世界使人类有限的认知能力相形见绌,不敷使用.但也幸而人类能力的有限,我们才不至于会对浩繁的世事穷于应付、甚至于竟活不下去.     

试论科学的社会机制

科学家本人复杂的微观世界与科学知识坚实的宏观世界之间的联系,在很大程度上取决于科学领域中的社会结构。科学研究是人类的一项进取活动,当科学向世界展现的时候,人的属性必然存在。     

爱因斯坦三大领域四大贡献

1905年,爱因斯坦一连写出6篇论文,尤其在3月到9月这6个月内,在3个不同领域中,他作出了4个有划时代意义的贡献.1905年,爱因斯坦发表的第一篇论文(写于3月)是关于光的基本性质的,提出"光量子"理论,把1900年普朗克创立的量子论大大推进一步,对早已成为定论的光的波动理论提出有力挑战,揭示了微观世界的基本特征:波动一粒子二象性.     

微纳米马达研究的多学科交叉

<正>宏观世界中,马达的发明和驱动给我们的日常生活带来了翻天覆地的变化.同样,在微观世界中,微纳米马达的研制成功和实际应用也将给人类带来革命性的变革.受益于微纳米制造技术的快速发展,我们得以窥见通过操控原子、分子和纳米材料制备微纳米机器的可能性.2016年,Jean-Pierre Sauvage,Sir J.Fraser Stoddart和Bernard L.Feringa三位科学家因设计和合成出分子机器而被授予诺贝尔化学奖.这在某种程度上表明包括     

量子力学中的隐变数

在经典物理学中,拉普拉斯的决定论曾经长期统治着人们的思想。然而,本世纪二十年代诞生了以哥本哈根学派为代表的量子力学理论。从本质上讲,描述微观世界过程的量子力学是一种概率的描述,和决定论是水火不相容的。这就引起了一些大物理学家的不满,认为可能存在定域性的决定论的隐变数,引起了长时期的争论。《量子力学中的隐变数》一文,就是对自1972年以来进行了九个物理实验来验证到底是量子力学理论正确还是隐变数理论正确的情况作了介绍。围绕着量子力学,科学家们争论了半个多世纪,还要继续争论下去,而科学也就是在这样的争论中发展着,拉普拉斯的决定论,在微观世界如此,在宏观世界也是一样。通过对各种复杂的非线性运动的准确估计,发现不论天上、地下还是人间,到处存在着混沌运动。诸如在旋涡星系引力场中运动的星体,地磁场方向的变换运动,流体力学中的热对流花样,生物群体中个体的数目随时代变化情况,以及量子力学与广义相对论中都存在着混沌运动。     

好书推荐

<正>推荐书目：《从一到无穷大：科学中的事实与猜想》推荐理由：这本书是乔治·伽莫夫的科普代表作品之一，以通俗易懂的方式介绍了20世纪以来自然科学领域取得的重大进展。开篇由基础数学知识漫谈入手，阐明了时间、空间的相对性，讲述了爱因斯坦的相对论及四维世界结构，并全面讨论了人类在微观世界和宏观世界等方面的研究成就。这是一本现象级的科普著作，被译成10多种语言，畅销70余年，广受大众喜爱。     

爱因斯坦生平

爱因斯坦(AlbertEinstein)于1879年3月14日出生在德国一个犹太人家庭。1933年因受纳粹迫害,他迁居美国。1955年4月18日病逝于普林斯顿。19世纪末20世纪初,随着生产的发展和科学实验水平的提高,人们对自然界的认识开始从宏观世界进入微观世界,从低速运动发展到高速运动,自然科学     

蔚蓝的思维清澈的理性

人类近代史上曾发生过两次具有里程碑性质的科学革命:一次是17世纪以牛顿力学体系的建立为标志的科学革命,一次是20世纪初以爱因斯坦和普朗克为代表的、以相对论和量子论为标志的科学革命. 这两次革命的科学大师都站到了巨人的肩上.牛顿不仅站在伽利略、哥白尼的肩上,也站在阿基米德和托勒玫的肩上,他运用微积分等数学工具,初步地、闭合地、确定性地回答了人类曾苦苦思索了两千年的问题:物体是怎么运动的?爱因斯坦和普朗克则站到了牛顿等大师的肩上,他们的视野更开阔,看到了以经典力学为代表的科学革命的局限性,利用近世数学工具,描绘了一个更接近"真实"的、开放的、动态的世界,并无情地击碎了第一次科学革命给人们带来的基于经典时空观的"确定性"理念.相对论摧毁了经典的时空观,量子论推翻了经典的确定论.人们不由得开始追问理性思考的合理性在哪里.伴随着自然科学各分支领域不断深入地探索和进展,拨开了层层迷雾,给迷惑、沮丧和彷徨中的人们打开了一扇扇窥视未知世界的窗口.     

“宇观”概念评述

如今,对“宏观“与“微观”茫然无识者,可谓已寥若晨星;然而,对“宇观”一语知之甚详者却还不多。“宇观”一词初见于学术刊物是在1962年。当时,戴文赛教授在“宇观的物质过程”一文中首次提出:“根据近代天文学的许多研究结果,看来有必要引     

对同一世界的多次观察—量子理论的解释

1.多值世界模型虽然量子论的多值世界解释愈来愈为人们所重视,但是对于这一解释的实质性内容并未取得普遍可以接受的一致看法。这种状况并不奇怪,因为埃弗里特(1957)的原始论文实际上不是讨论解释问题,而只是把量子论的形式化体系应用于特定场合,要求读者认真地把它看成是一切物理现象和过程的描述。我们在本文中将严格地遵循这一思路,并给出一种与之相适应的解释。当然没有必要申称我们的解释     

新天问

人们常常对宏观世界或者微观世界、生命奥秘发出种种疑问。疑问引发幻想,幻想是理想的母亲,理想是动力的源泉。本文提出的疑问,有的现代科学已经解决了,有的还有待于未来的科学发展。我把自己常常想问的,以"新天问"的形式发表,不在于等待答案,而在于焕发一种想象力。想象力不是科学,但对于科学文艺的发展却有着永恒的积极意义.宏观世界科学界公认:宇宙是在瞬间大爆炸中形成的。在大爆炸之前,既没空间,也没有时间吗?"创生"大爆炸的物质有多大呢?大爆炸的"瞬间"是多长时间呢?"创生"大爆炸以前的物质是什么状态呢?大爆炸以后的宇宙是怎么变得如此有序的呢?科学家说,宇宙是有边界的.在我们的宇宙之外还有宇宙吗?如果我说太阳系是个放大的原子,银河系是原子组     

编读往来

几年来,我认真阅读贵刊,感觉与我常年订阅的其他报刊不一样,是科普杂志中的佼佼者。每期都有不少好文章、好信息、好资料使人们扩宽视野、接触大量宏观世界和微观世界的新事物,读完一篇好文章,就是一次极为丰富的精神享受,是一次难得的知识充电。今后,在需要的关键时刻,就会转化成为力量。     

阿伏伽德罗常数的由来——从理论假设到实验测定

当人们进行任何测定微观世界物理量的实验时,由于实验总是在宏观世界里进行的,因此,不论你是有意还是无意,都必须与阿伏伽德罗常数N_A打交道。这是因为在利用实验测定的宏观量来导出微观量时,必须有个转换因子,阿伏伽德罗常数正起着这样的桥梁作用。     

宇宙不守恒定律发现的启示（上）——提出问题比解决问题更重要

朋友,在这里首先对微观世界的＂心脏＂——原子核作一简单介绍。我们对＂万有引力＂（如苹果落地）和＂电磁力＂（如正负电荷互相吸引）再熟悉不过了,但研究表明,在原子核中还存在着另外两种力……     

收缩气团的熵

在平衡初始条件下,本文计算了一孤立气团短时间内熵的变化.结果表明,在宇观世界(r_0>[(3KT/4πn_0m~2G]~(-1/2),收缩气团的熵减少.我们曾得到,描述一收缩孤立气团的分布函数为     

波动力学的兴起——纪念波动力学创立者L.德布罗意和E.薛定谔

波动力学这个术语,现已很少出现于通行的量子物理学教科书当中了,我们这个时代的人都不过将它看成是量子力学理论框架中一种描述的表象而已。但翻一翻历史,就可知道波动力学在量子理论的发展史上,实在是扮演了一个非同寻常的角色。二十年代中期,正当旧量子论“山穷水复疑无路”之时,是它首先异军突起,然后又与矩阵力学汇合一处,使量子论的发展进     

显微世界的奇幻之旅

<正>或许,你领略过大自然的宏伟壮观之美景或鬼斧神工之神奇,你可曾想过,显微镜下的微观世界同样精彩。以下是尼康2013年微观世界摄影大赛的部分获奖作品,它向我们展示了只有在显微镜下才能看到的美丽景象,在欣赏这些神奇照片的同时,犹如在微观世界进行了一次奇幻之旅。